机械设计复习重点

佳鑫诺教育提供 机械设计 复习重点及习题 佳鑫诺教育提供 第1章机械设计概述 复习重点1 机械零件常见的失效形式2 机械设计中 主要的设计准则习题1 1机械零件常见的失效形式有哪些 1 2在机械设计中 主要的设计准则有哪些 1 3在机械设计中 选用材料的依据是什么 1 5机械零件设计的一般步骤是什么 1 6机械零部件标准化的意义是什么 佳鑫诺教育提供 习题1 机械零件常见的失效形式有哪些 答 断裂 塑性变形 表面失效 破坏正常工作条件引起的失效 2 机械设计中 避免零件失效的基本要求 答 1 强度 2 刚度 3 寿命 佳鑫诺教育提供 第2章润滑与密封概述 复习重点1 摩擦的四种状态 干摩擦 流体摩擦 边界摩擦 混合摩擦2 常用润滑剂的性能 佳鑫诺教育提供 第3章平面机构的结构分析 复习重点1 机构及运动副的概念2 自由度计算 运动副 构件间的可动联接 既保持直接接触 又能产生一定的相对运动 平面机构自由度的计算一个作平面运动的自由构件具有三个自由度 若机构中有n个活动件 即不包括机架 在未通过运动副连接前共有3n个自由度 当用PL个低副和PH个高副连接组成机构后 每个低副引入两个约束 每个高副引入一个约束 共引入2PL PH个约束 因此整个机构相对机架的自由度数 即机构的自由度为F 3n 2PL PH 佳鑫诺教育提供 第4章平面连杆机构 复习重点四杆机构的基本类型及其演化 平面四杆机构的基本特性 佳鑫诺教育提供 选择填空1 铰链四杆机构中的运动副是 A 高副B 移动副C 转动副D 点接触的具有一定相对运动的联接2 铰链四杆机构ABCD中 已知AB 50 BC 115 CD 120 DA 30 若该机构属于双曲柄机构 则机架是 AAB杆BBC杆CCD杆DDA杆3 机构具有确定运动的条件是原动件数 机构的自由度 A多于B等于C少于正误判断 正确的在题后括号内划 错误的划 1 处于死点位置的机构是不可能运动的 2 曲柄摇杆机构中 当摇杆为从动件时 机构才有死点位置出现 3 曲柄摇杆机构中死点位置可能出现在曲柄与连杆共线的位置上 佳鑫诺教育提供 第5章凸轮机构复习重点1 常用运动规律的特点 刚性冲击 柔性冲击 S 曲线绘制2 凸轮轮廓设计原理 反转法 自锁 压力角与基圆半径的概念 佳鑫诺教育提供 第6章间歇运动机构复习重点了解四种常用间歇机构的工作原理及应用习题6 1什么叫间歇运动机构 常用的间歇运动机构有哪几种 各有何运动特性 佳鑫诺教育提供 第7章螺纹连接复习重点1 螺纹的基本知识2 螺纹连接 习题7 1常用的螺纹牙型有几种 说明各自的特点和应用场合 7 2螺纹的公称直径指哪一直径 螺栓强度计算使用哪一直径 螺纹几何尺寸计算使用哪一直径 7 3螺纹联接为什么要预紧 常用控制预紧力的方法有哪些 7 4螺纹联接为什么要防松 防松的根本问题是什么 按照防松原理 举例说明如何实现防松 佳鑫诺教育提供 7 1 采用螺纹联接时 若被联接件之一较厚 在需要经常装拆的情况宜采用 A 螺栓联接B 双头螺柱联接C 螺钉联接7 2 螺纹的公称直径 管螺纹除外 是指它的 A 小径d1B 中径d2C 大径d7 3 下列螺纹当中 常用于联接的螺纹是 A矩形螺纹B三角形螺纹C梯形螺纹D锯齿形螺纹 佳鑫诺教育提供 第8章轴毂联接轮毂联接是实现轴和轴上零件之间的周向定位 主要方式有 键联接 花键联接和过盈配合 复习重点1 键连接 8 1普通平键的长度应 B A 稍长于轮毂的长度B 略短于轮毂的长度C 是轮毂长度的三倍D 是轮毂长度的二倍8 2普通平键联接传递动力是靠 A 两侧面的摩擦力B 两侧面的挤压力C 上下面的挤压力D 上下面的摩擦力 选择填空 佳鑫诺教育提供 第9章带传动和链传动复习重点1 带传动的组成 工作原理 传动特点2 链传动的组成 工作原理 传动特点 佳鑫诺教育提供 9 1带传动的结构特点 1 组成 主动轮 从动轮 传动带2 分类 按工作原理分 摩擦型 啮合型带传动 按带的截面形状分 a 平型带传动 最简单 适合于中心距a较大的情况b V带传动 三角带c 多楔带传动 适于传递功率较大要求结构紧凑场合d 同步带传动 啮合传动 高速 高精度 适于高精度仪器装置中带比较薄 比较轻 按带的传动形式分 开口传动 两轮转向相同交叉传动 两轮转向相反半交叉传动 用于交错轴 佳鑫诺教育提供 9 2工作原理 工作特点 应用1 工作原理 靠摩擦和靠啮合两种2 工作特点 适宜布置在高速级优点 可远距离传动 缓冲吸振 过载保护 结构简单 维护方便缺点 传动比不准确 传动效率低 带的寿命短 压轴力大 带 0 92 0 95 链 0 95 0 97 齿轮 0 97 0 993 应用 功率 P 100KW 带速 V 5 25m s 传动比 i 7 佳鑫诺教育提供 9 3受力分析 工作前 两边初拉力Fo Fo工作时 两边拉力变化 紧力Fo F1 松边Fo F2F1 Fo Fo F2F1 F2 摩擦力总和Ff 有效圆周力Fe所以 紧边拉力 F1 Fo Fe 2 应力 1 松边拉力 F2 Fo Fe 2 应力 2 另外 带受到的弯曲应力 b1和 b2离心拉力 Fc qv2 应力 c 带传动的应力分布图 如下 佳鑫诺教育提供 9 4带的弹性滑动和打滑 弹性滑动 带与轮缘之间会发生不显著的相对滑动称为 滑动的结果 V1 V V2 打滑 当带传动的有效圆周力超过了带的极限摩擦力时 带和带轮之间发生显著的相对滑动 称为 弹性滑动和打滑的区别 弹性滑动是不显著的相对滑动 只发生在部分包角范围内 而打滑是显著的相对滑动 发生在全部包角范围内 弹性滑动是带工作时的固有特性 是不可避免的 而打滑是带过载时的一种失效形式 是可以避免的 四 失效形式 1 带的疲劳破坏2 打滑习题9 1带传动中的弹性滑动与打滑有何区别 对传动有何影响 影响打滑的因素有哪些 如何避免打滑 9 2在V带传动设计时 为什么要限制带的根数 9 3带传动的主要失效形式是什么 9 4带传动工作中 带上所受应力有哪几种 如何分布 最大应力在何处 9 5 带在工作时产生弹性滑动 主要是由于 A 带不是挠性件B 带与带轮间的摩擦系数偏低C 带的紧边与松边拉力不等D 带绕过带轮产生离心力 佳鑫诺教育提供 第10章链传动复习重点链传动的组成 工作原理 传动特点 佳鑫诺教育提供 链传动的组成 工作原理 传动特点1 组成 主动链轮 从动链轮 传动链2 工作原理 靠啮合 滚子链 靠链节和链轮轮齿的啮合 齿形链 靠链齿和轮齿的啮合 3 传动特点 优点 和带比 无弹性滑动 打滑现象 i平均 常数 压轴力小 可在恶劣环境 如高温 油污 潮湿 中工作 传动效率比带高 和齿轮比 易安装 远距离传动轻便 缺点 i瞬时 常数 传动时有振动 冲击 噪声 只能用于两平行轴之间的传动 传动急速反转时性能较差 4 传动链结构特点 按链条的结构不同分 套筒滚子链 简称滚子链 齿型链 滚子链 结构 由外链板 内链板 套筒 滚子 销轴五部分组成 标记如 滚子链20A 2 60GB T 243 1997表示 A系列 节距P 20 25 4 16 31 75mm 双排 60节的滚子链 齿形链 无声链 是由一组齿形链板由铰链联接而成 按铰链的形式不同又分圆销式 轴瓦式 滚柱式等 佳鑫诺教育提供 习题10 1影响链传动速度不均匀性的主要因素是什么 10 2链传动与带传动的张紧目的有何区别 10 3链传动中 链条的链节数通常选A链节数 A偶数B奇数C质数D整数 佳鑫诺教育提供 第11章齿轮机构复习重点1 齿轮机构的类型2 渐开线齿廓的啮合特性3 标准渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算4 齿轮传动的失效形式5 齿轮传动中的受力分析 齿轮的转向及轮齿旋向分析 佳鑫诺教育提供 图11 2齿轮的几何尺寸 11 3标准渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算11 3 1齿轮各部分名称和符号图11 2为外啮合直齿圆柱齿轮的一部分 其各部分名称和符号如下 齿顶圆轮齿顶端所确定的圆 其直径符号为da 齿根圆轮齿根部所确定的圆 其直径符号为df 基圆产生渐开线的圆 其直径符号为db 分度圆为了确定齿轮端面各部分的几何尺寸 在齿轮上选择的一个基准圆 其直径符号为d 齿顶高介于分度圆与齿顶圆之间的部分称为齿顶 其径向高度称为齿顶高 符号为ha 齿根高介于分度圆与齿根圆之间的部分称为齿根 其径向高度称为齿根高 符号为hf 全齿高从齿根到齿顶的径向距离称为全齿高 符号为h 则有 齿厚在任意直径的圆周上 轮齿两侧间的弧长 齿厚符号为si 齿槽宽在任意直径的圆周上 相邻两齿间的弧长 齿槽宽符号为ei 齿距在任意直径的圆周上 相邻两齿上同侧齿廓之间的弧长 齿距符号为pi 同一圆周上 齿距等于齿厚与齿槽宽之和 即 分度圆上的齿厚和齿槽宽分别用s和e表示 对于标准齿轮而言 分度圆上的齿厚与齿槽宽相等 齿宽轮齿的轴向宽度 符号为B 佳鑫诺教育提供 11 4齿轮传动的失效形式对齿轮失效形式的分析有助于准确选择齿轮传动强度设计方法 以及寻求防止或延缓失效最有效 最经济的对策 齿轮传动的失效主要是轮齿的失效 其失效形式主要有以下五种 1 轮齿折断2 齿面点蚀3 齿面磨损4 齿面胶合5 齿面塑性变形 佳鑫诺教育提供 例11 1已知标准直齿圆柱齿轮的模数m 3mm和齿数z 20 试求齿轮的分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 齿顶高 齿根高 齿厚和齿槽宽 解 由表4 3所列公式分别计算如下 分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 齿顶高 齿根高 齿厚和齿间宽 佳鑫诺教育提供 习题11 1何谓标准直齿圆柱齿轮 11 2渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件和连续传动条件是什么 11 3现有一对标准直齿圆柱齿轮传动 已知齿数z1 21 z2 53 模数m 2 5mm 分别求两齿轮的分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 基圆直径 中心距 齿距 齿厚 齿槽宽 传动比以及渐开线在分度圆处的曲率半径和齿顶圆上的压力角 11 4常见的齿轮失效形式有哪几种 11 5圆柱齿轮传动中大 小齿轮的齿宽是否相等 为什么 11 6齿轮传动中两齿轮的齿面接触应力和齿根弯曲应力是否相等 为什么 11 7图示为二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器 已知主动轮1的转向和旋向 为使 轴上两齿轮的轴向力相互抵消 试确定 1 斜齿轮2 3 4的螺旋线方向 2 各轴的转向 3 画出中间 轴上的2齿轮受力图 即标出Ft2 Fr2 Fx2的方向 佳鑫诺教育提供 11 8图示斜齿圆柱齿轮 圆柱蜗杆传动 已知斜齿轮的转向如图示 蜗轮的旋向为左旋为使蜗杆轴上的轴向力最小 试确定 1 斜齿轮1 2的螺旋线方向 2 确定蜗轮4的转动方向 3 标出斜齿轮2和蜗杆3的各分力 11 9 画出图中所示齿轮所受的各分力方向 a为主动轮 b为从动轮 图中 O 表示啮合点位置 a b 佳鑫诺教育提供 习题 4 1渐开线具有哪些特性 渐开线齿轮传动具有哪些优点 4 2何谓标准直齿圆柱齿轮 4 3渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件和连续传动条件 4 4节圆和分度圆 啮合角和压力角有什么区别 4 5什么是斜齿轮的当量齿轮 什么是直齿锥齿轮的当量齿轮 4 6现有一对标准直齿圆柱齿轮传动 已知齿数 模数 分别求两齿轮的分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 基圆直径 中心距 齿距 齿厚 齿槽宽 传动比以及渐开线在分度圆处的曲率半径和齿顶圆上的压力角 4 7设有一标准直齿圆柱齿轮 已知齿数为38 测得齿顶圆直径为99 85mm 现准备将它用在中心距为115mm的传动中 试确定与之配对的齿轮的齿数 模数 分度圆直径 齿顶圆直径和齿根圆直径 4 8一对斜齿圆柱齿轮的 求 及 佳鑫诺教育提供 第12章蜗杆传动复习重点蜗杆传动的结构 特点蜗杆传动受力分析12 1蜗杆传动的结构 特点 1 组成 蜗杆和蜗轮 2 形成 斜齿轮演化而成 佳鑫诺教育提供 第13章齿轮系复习重点1 掌握定轴轮系传动比的计算2 转化轮系法求解周转轮系传动比方法3 熟练掌握复合轮系传动比的计算方法及轮系的组成分析 佳鑫诺教育提供 13 1定轴轮系及其传动比计算一 传动比A 输入轴B 输出轴 二 定轴轮系的传动比计算 佳鑫诺教育提供 13 2周转轮系传动比的计算 佳鑫诺教育提供 例题13 1在图示轮系中 已知各轮的齿数为 Z1 24 Z2 30 Z3 80 Z4 40 Z5 20 齿轮1的转速为1450r min 试求齿轮5的转速 大小和方向 解 此为混合轮系 1 2 3 H组成周转轮系 4 5组成定轴轮系 又因为 可得 则得 5的转向与1相反 佳鑫诺教育提供 第14章机械传动设计复习重点1 机械传动的组成2 机械传动的类型 佳鑫诺教育提供 第15章机械的调速与平衡复习重点1 机器运转速度波动调节的目的2 速度波动调节的方法3 回转件平衡的目的4 刚性回转件的平衡 佳鑫诺教育提供 15 1调节机器速度波动的目的1 周期性速度波动危害 引起动压力 和可靠性 可能在机器中引起振动 影响寿命 强度 影响工艺 产品质量 2 非周期性速度波动危害 机器因速度过高而毁坏 或被迫停车 通过相应的手段对两类速度波动进行调节 将上述不良影响限制在容许范围之内 15 2机器周期性速度波动的调节方法机器中某一回转轴上加飞轮飞轮 能量存储器15 3机器非周期性速度波动的调节方法采用调速器 佳鑫诺教育提供 15 4平衡的目的平衡的目的 尽量减小惯性力所引起的附加动压力 附加的动压力 附加载荷 振动 源 15 5刚性回转件的平衡质量分布在同一回转面内静平衡 各质量块的质径积的矢量和为零 或 0 质量分布不在同一回转面内各部分质量的惯性力组成 空间力系空间力系 主矢 主矩 平衡原理 措施 将每个平面的惯性力平衡力 动平衡 主矢 主矩 比较 静平衡 经过动平衡的回转件一定是静平衡的 反之 静平衡的回转件不一定是动平衡的 佳鑫诺教育提供 第16章轴复习重点1 轴的分类2 轴的结构设计 佳鑫诺教育提供 16 1轴的分类 按承载分 心轴 只受弯 又分为固定心轴和转动心轴 传动轴 只受扭矩 转轴 既受弯又受扭矩 按轴的形状分 直轴 应用最广 曲轴 常用于专用机械 挠形轴 或称钢丝软轴 可自由弯曲 佳鑫诺教育提供 16 2轴的结构设计1 含义 就是要确定轴的各段直径及长度 以及一些细小结构尺寸2 要求 除满足强度 刚度等设计外 还要保证轴上零件的定位 轴向 和周向定位 固定及装拆方便 并具有良好的加工工艺性 例题16 1 指出图中轴的结构设计不合理及不完善的地方 并说明原因 应加调整垫片 联轴器和轴之间没有周向定位 应加键定位 该轴段太长 不便于轴承的装拆 应设有台阶 轴承端盖和轴不能直接接触 应有间隙 并且应加密封圈 轴承右侧定位套筒高度过高 应低于轴承内圈高度 套筒与轴联接不用键联接 和齿轮配合轴段长度应比轮毂长度略短 以便于定位 齿轮与轴需有周向定位 用键联接 轴承左侧定位轴肩高度过高 应低于轴承内圈高度 佳鑫诺教育提供 16 3指出图示中轴的结构有哪些不合理和不完善的地方 提出改进意见 并画出改进后的结构图 16 2对图示轴系结构 请指出其中存在的问题 佳鑫诺教育提供 第17章滚动轴承复习重点1 滚动轴承的基本类型2 结构特点17 1滚动轴承的结构特点 1 结构 内外圈 一般内圈随轴转动 外圈固定不动 滚动体的形状多样 有球形 圆柱滚子 圆锥滚子 鼓形 滚针等 保持架 使滚动体均匀隔开 佳鑫诺教育提供 2 结构 按滚动体的形状分类 按滚动体承载的方向分 径向接触轴承 主要承受径向载荷 向心角接触轴承 既承受径向又承受轴向载荷 轴向接触轴承 主要承受轴向载荷 3 滚动轴承的代号 它的组成为三部分 前置代号 基本代号 后置代号 它的格式及排列顺序下面分别介绍 基本代号 用以表示滚动轴承的类型 结构 尺寸 是轴承的代号的基础 它的一般格式如下 分述如下 内径代号 表示方法有三种 内径d 10mm或d 10 12 15 17mm或d 500mm时 查轴承手册 如下 内径d 22 28 32mm时 可直接用此值来表示 在其与尺寸系列代号之间用 分开 如 28 表示d 28mm 尺寸系列代号 包括宽度或高度系列代号和直径系列代号 佳鑫诺教育提供 例题如图所示为采用一对角接触球轴承支撑的轴 设外载荷为 Fr1 400N Fr2 1200N Fa 800N 试分别求出两轴承所受的径向载荷Fr1 Fr2和轴向载荷Fa1 Fa2 注 轴承派生轴力Fd 0 68Fr 解 两轴承派生轴力 Fd1 0 68Fr1 0 68 400 272 N Fd2 0 68Fr2 0 68 1200 816 N 分析松紧端 Fa Fd2 800 816 1616 N Fd11为紧端 轴向载荷Fa1 Fa Fd2 800 816 1616 N 2为松端 轴向载荷Fa2 Fd2 816 N 佳鑫诺教育提供 第18章滑动轴承复习重点滑动轴承的主要类型2 形成动压油膜的必要条件 佳鑫诺教育提供 第19章联轴器和离合器复习重点1 联轴器的类型2 离合器的类型及功能 佳鑫诺教育提供 图所示的联接由一个M20的螺栓联接 螺栓的许用应力为 被联接接合面的摩擦系数 0 1 可靠系数K 1 2 试计算该螺栓许可传动的最大横向载荷FR M20的螺栓 d1 17 294 解 从而得 又根据 1 和 2 联立得 该螺栓许可传动的最大横向载荷FR为2528 4N 佳鑫诺教育提供 完 佳鑫诺教育提供 2010年专接本选拔考试机械设计基础试卷 参考答案 一 名词解释1 三心定理 做平面运动的三个构件共有三个瞬心 它们位于同一直线上 2 疲劳点蚀 在变化的表面接触应力作用下 点接触或线接触的表面累计产生的麻点形状的损伤现象 3 根切现象 用展成法加工齿轮 当被加工齿轮的齿数少于17时 刀具会把齿轮根部已加工好的渐开线齿廓切去一部分 这种现象就称为根切想象 4 运动副 构件之间的可动连接 5 滚动轴承的可靠度 一批同型号轴承 在相同的条件下运转 在一定寿命下 106转为单位 有90 的轴承不发生疲劳点蚀 佳鑫诺教育提供 二 填空题1 机构具有确定运动的条件 机构的原动件数与机构的自由度相等 2 解 根据公式 可得 3 摩托车的前轴为心轴 摩托车的后轴为心轴 4 螺旋传动分为 传力螺旋 传动螺旋 调整螺旋 梯形 矩形 5 对称循环变应力和脉动循环变应力的循环特征分别为 1 0 67 Kz 1Kp 18 1 2 佳鑫诺教育提供 三 问答题 1 答 标准齿轮是指m ha c 均为标准值 并且s e的齿轮 它与变位齿轮相比的缺点是 1 最小齿数为17 否则会发生根切 2 中心距是不能变 3 齿轮的承载能力不能像正变位齿轮那样